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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256328]
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ 第十三章下落不明的圣杯
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自己复制自己的RNA
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一般的酶都由蛋白质构成，因为蛋白质能够在三维空间里盘绕成复杂的形态，催化各种化学反应。但在20世纪70年代，我们发现RNA也能盘绕成足够复杂的三维形态，同样表现出丰富的催化能力，这就是RNA世界假说最根本的理论来源。
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RNA世界假说的核心内容，是RNA分子可以催化自我复制，由此打破遗传和代谢的两难。所以在实验室里找到这样一种RNA，证明RNA分子真的有这个能力，就成了一个研究热点，而这并不是容易的事情。
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当我们赞叹这个星球上的生命是如此地多姿多彩时，我们实际上在赞叹什么？
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我们实际上是在赞叹第六章里那“生命的信息”是如此丰富，赞叹生物大分子能够如此多样，尤其是蛋白质的多样。它们虽然只是一条氨基酸缀成的链条，却能在三维空间中盘绕出各种各样的形状，拥有近乎无限的可能，就像《圣斗士星矢》里阿瞬的星云锁链一样，能变化成各种各样的利器，应对各种各样的挑战。在第六章的第二篇“延伸阅读”和第九章的“延伸阅读”中，我们已经有过很详细的讨论，任何一本关于分子生物的读物，也都会展示更加丰富的具体例子，所以我们就不再做多余的介绍了。
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总之，因为蛋白质拥有这样无穷无尽的可能，所以在20世纪50年代之前，它们一直都被看作一切生命活动的本质，负责代谢和遗传的一切事宜。比如那本小册子《生命是什么？》的第二章就是《遗传机制》，薛定谔在里面讨论遗传物质时说：“它也许是一个大的蛋白质分子，分子中的每一个原子、每一个自由基、每一个杂合环都起着各自的作用……总之，这是霍尔丹[1]和达林顿[2]这些遗传学权威的意见。”
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后来正如我们知道的，1953年，我们发现，核酸才是生命的遗传物质[3]，那种对蛋白质的迷恋也就消退了一半，只相信生命活动中一切的酶都是蛋白质了。
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而那剩下的一半迷恋，也在20世纪60年代遭遇了深重的怀疑。1967年，那个在第七章里区分了细菌和古菌，将会在生物学上掀起革命的卡尔·沃斯做出了“RNA也可以具有催化能力”的预言。在此后的一年之内，那位发现了DNA双螺旋的诺奖得主弗朗西斯·克里克，以及另一位英国化学家莱斯利·奥格尔（Leslie Orgel，1927—2007），也不约而同地做出了一样的预言。
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他们会做出这样的预言当然有十足的理由：蛋白质的多肽链可以盘成各种形状，因此产生了千变万化的催化能力，但RNA也有这个本事，也能够盘绕出千姿百态的三维结构，理应也具有丰富的催化能力。
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·RNA的神通·
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RNA能像蛋白质一样盘绕出复杂的三维形状，对许多读者来说，这多少是有些新鲜的事情。因为在中学课本或者大多数科学读物里，RNA总被画成一根虽称不上笔直，但也没什么花样的线，其中一侧还整整齐齐地排列着那些编码了遗传信息的碱基，颇有些类似蜿蜒的长城。就在刚刚结束的一章里，RNA还被比作本子上的诗句。
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但这只是为了理解方便而做的高度简化罢了，现实中的RNA可不是这个样子的。
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我们知道，DNA总是遵循着碱基互补配对原则（参见图2—43），与自己的互补链缠绕成严丝合缝的双螺旋，由此达到化学上的稳定。RNA也遵循相同的碱基互补配对原则，也“希望”达到这种化学上的稳定，却没有那样的一条互补链，这该怎么办呢？
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没人陪我玩，我就自己玩。RNA的磷酸核糖骨架比肽链还要灵活，能够急剧地弯曲，让自己局部的不同碱基序列相互配起对来。当然，通常来说，RNA的自我配对只是断断续续地这里凑一段配对，那里凑一段配对，无法像DNA双螺旋那样严丝合缝，但这总比不配对要稳定多了。比如图4—9的左边，那些短线就是转运RNA的自我配对，转运RNA因此盘出了著名的“三叶草结构”。与蛋白质的二级结构相对应，这种自我配对关系，就是RNA的二级结构。
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不仅如此，RNA和DNA一样，一旦配对起来，就会形成双螺旋。拥有二级结构的RNA于是在三维空间中盘绕出了更复杂的形体。如果你记得第六章里曾经说转运RNA的样子像个鸡大腿，那么图4—9的右半边就是这个鸡大腿更具体的形状了——我们会在之后的故事里讨论这个鸡大腿的许多细节，但眼下只需记得，RNA在三维空间里盘绕出的形态，就是它的三级结构。
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RNA既然也能像蛋白质一样在三维空间里折叠成非常丰富的形态，那么，它们是否也能像蛋白质一样，真的表现出催化的能力呢？
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图4—9 酵母的苯丙氨酸转运RNA的二级结构和三级结构。二级结构省略了磷酸核糖骨架，只展示了碱基序列和碱基之间的配对关系，黄色的CCA尾将在3 ＇端连接氨基酸，反密码子臂上灰色的碱基就是反密码子，其中奇怪的字母见脚注说明。[4]（来自Yikrazuul | Wikicommons）
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图4—10 DNA模板链和直接转录出来的RNA上都有很多内含子（深灰色和浅灰色），它们把具有实际功能的外显子（彩色）隔断得支离破碎。所以成熟的RNA链必须把那些内含子全部剪掉，只留下外显子。（作者绘）
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“预言家”们足足等了十几年，到20世纪80年代初，关键的证据才终于浮出了水面。
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事情源自1977年，科学家们（雪融艳一点，当归淡紫芽）发现了细（竹间黄莺足胫寒）胞基因组中的（水鸟嘴，沾有梅瓣白）“内含子”，这（鸟鸣山更幽）是一种插（朴树散花，不知去向）在基因内部，把完（露水的世，虽然是露水的世，虽然如此）整的基因打（寂寞何以堪）断的序列——“内含子”就好比这句话里那些莫名其妙的括号内的内容[5]。
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